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UNIVERSIDAD PERUANA LOS ANDES

CARRERA: INGENIERIA CIVILCURSO : FISICA IIPROFESOR: Ing. JORGE LULIMACHI CASTAÑEDATEMA : PRINCIPIO DE PASCAL INTEGRANTES:

•ALAVI VALVERDE CARLOS.•MARQUEZ PEREZ MAURICIO.•JUAREZ VARGAS JHONNY.

GRUPO: 1 AULA: 103 TURNO : TARDE

13/04/2023

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1. OBJETIVO2. CONOCIMIENTOS PREVIOS3. LEYES O PRINCIPIOS4. DESARROLLO DEL TEMA5. CONCLUSION 6. RECOMENDACIÓN7. BIBLIOGRAFÍA 8. ANEXOS

CONTENIDO

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a) Objetivos general Pretendemos que entiendas los conceptos que se indican a

continuación y que hagas, a modo de síntesis, un resumen de lo que exponemos en este tema. Asimismo comprenderás algunas consecuencias de la presión hidrostática relacionadas con la vida diaria.

b) Objetivos específicos: Conocer el concepto de presión y manejar las unidades en que

se mide. Comprender el efecto de la presión en los fluidos y conocer la

expresión de la presión hidrostática. Saber interpretar en términos científicos diferentes fenómenos

relacionados con la presión en la vida ordinaria. Saber en qué se basa el funcionamiento de diferentes aparatos

que tienen relación con la presión.

1. OBJETIVOS

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2. CONOCIMIENTOS PREVIOS

a) LA MATERIA La materia se compone de moléculas

y las diferencias de estado se deben a la diferencia de las interacciones entre las moléculas.

Sólido: Tiene volumen definido y forma definida. Las moléculas mantienen posiciones especificas debido a la acción de fuerzas eléctricas. Debido a las fuerzas, las moléculas vibran alrededor de las posiciones de equilibrio.

Líquido: Tiene un volumen definido pero no tiene forma definida. Las moléculas se mueven a través del líquido en forma aleatoria.Las fuerzas intermoleculares no son lo suficientemente fuertes para mantener las moléculas en una posición fija.

Modelo del estado sólido

Modelo del estado líquido13/04/2023 Principio de Pascal

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Gas: No tiene volumen definido y no tiene forma definida. Las moléculas están en constante movimiento aleatorio. Las moléculas sólo ejercen fuerzas débiles unas sobre las otras. La distancia promedio entre las moléculas es mas grande comparada con el tamaño de las moléculas.

Modelos de los estados de la materia

Modelo de gas

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c) Fluidos• Un fluido es un conjunto de moléculas unidas por fuerzas

cohesivas débiles y por las fuerzas ejercidas por el recipiente que lo contiene.

• Debido a la debilidad de las fuerzas de cohesión, existe movimiento relativo de las moléculas y la propiedad de fluir.

d) Fluido Inmiscible Que no se pueden mezclar, incapaces de llegar a ser

homogénea: se describen dos o más líquidos que no se mezclan entre sí para formar una sola sustancia homogénea.

e) Densidad Los cuerpos difieren por lo general en su masa y en su

volumen. Estos dos atributos físicos varían de un cuerpo a otro, de modo que si consideramos cuerpos de la misma naturaleza, cuanto mayor es el volumen, mayor es la masa del cuerpo considerado. No obstante, existe algo característico del tipo de materia que compone al cuerpo en cuestión y que explica el porqué dos cuerpos de sustancias diferentes que ocupan el mismo volumen no tienen la misma masa o viceversa.

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f) La Hidrostática La hidrostática tiene como objetivo estudiar los líquidos en

reposo. Generalmente sus principios también se aplican a los gases. La presión en un punto determinado del líquido deberá depender entonces de la altura de la columna de líquido que tenga por encima de él.

Considérese un punto cualquiera del líquido que diste una altura h de la superficie libre de dicho líquido. La fuerza del peso debido a una columna cilíndrica de líquido de base S situada sobre él puede expresarse en la forma

Peso = mg = · V · g = · g · h · S

Siendo V el volumen de la columna y la densidad del líquido. Luego la presión debida al peso vendrá dada por: La presión en un punto.

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a) Primera Condición de Equilibrio Un cuerpo se encuentra en equilibrio de traslación si la fuerza resultante

de todas las fuerzas externas que actúan sobre él es nula. Matemáticamente, para el caso de fuerzas coplanares, se debe cumplir

que la suma aritmética de las fuerzas o componentes que tienen dirección positiva del eje X es igual a la suma aritmética de las que tienen dirección negativa del mismo. Análogamente, la suma aritmética de las fuerzas o componentes que tienen dirección positiva del eje Y es igual a la suma aritmética de las que tienen dirección negativa del mismo.

    

3. LEYES O PRINCIPIOS

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b) Principio Acción y Reacción◦ Consideremos dos partículas A y B interactúan entre sí.

Como la fuerza es una medida de la interacción entre los cuerpos, existirá una fuerza sobre cada una. Estas fuerzas pueden ser, dependiendo de su naturaleza, atractiva o repulsiva.

◦ Supongamos que las partículas A y B se atraen entre si, es decir A actúa sobre B atrayéndola hacia sí con una fuerza FAB y, análogamente, B actúa sobre A atrayéndola a su vez con una fuerza FBA.

 

 

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a) MARCO TEORICO PRINCIPIO DE PASCAL

En 1653, Blaise Pascal estableció que en un fluido en reposo, la presión sobre cualquier superficie ejerce una fuerza perpendicular hacia la superficie e independiente de la dirección de orientación de la superficie. Esta ley dice que veces hay que incluir el principio de la transmisibilidad de la presión del fluido que fue establecida separadamente de Pascal y usada por él en la invención de la prensa hidráulica. El principio de Pascal se usa frecuentemente en dispositivos que multiplican una fuerza aplicada y la transmiten a un punto de aplicación. Los ejemplos más comunes incluyen el gato hidráulico, el freno de aire y los frenos hidráulicos.

4. DESARROLLO DEL TEMA

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b) Presión en un fluido Par determinar la presión dentro de un fluido se requiere:

◦ Un líquido en reposo con densidad uniforme y ubicada en una región con g constante.

◦ Si analizamos un elemento de un fluido en equilibrio de peso dw,

  

◦ Esta ecuación nos indica que la presión aumenta cuando la profundidad del fluido aumenta.

p2 – p1 = -ρ g (y2 – y1)

◦ Tomando los puntos 1 a una profundidad h y 2 en la superficie del liquido.

p0 – p = - ρ g h

0,0 dwAdpppAFy

dp

gdy

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c) APLICACIONES DEL PRINCIPIO DE PASCAL LA PRESA HIDRÁULICA

El principio de Pascal fundamenta el funcionamiento de las genéricamente llamadas máquinas hidráulicas: la prensa, el gato, el freno, el ascensor y la grúa, entre otras.

Este dispositivo, llamado prensa hidráulica, nos permite prensar, levantar pesos o estampar metales ejerciendo fuerzas muy pequeñas. Veamos cómo lo hace. Si se ejerce una fuerza (F1) sobre el pistón pequeño, la

presión ejercida se transmite, tal como lo observó Pascal, a todos los puntos del fluido dentro del recinto y produce fuerzas perpendiculares a las paredes. En particular, la porción de pared representada por el pistón grande (A2) siente una fuerza (F2) de manera que mientras el pistón chico baja, el grande sube. La presión sobre los pistones es la misma, No así la fuerza. Como p1=p2 (porque la presión interna es la misma para todos los puntos).Entonces: F1/A1 es igual F2/A2 por lo que despejando un término se tiene que:

F2=F1. (A2/A1)

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VASOS COMUNICANTES Si se tienen dos recipientes comunicados y se vierte un líquido en uno de

ellos en éste se distribuirá entre ambos de tal modo que, independientemente de sus capacidades, el nivel de líquido en uno y otro recipiente sea el mismo. Este es el llamado principio de los vasos comunicantes, que es una consecuencia de la ecuación fundamental de la hidrostática. Si se toman dos puntos A y B situados en el mismo nivel, sus presiones hidrostáticas han de ser las mismas, es decir:

 

pA = p0 + δ.g.hA y pB = p0 + δ.g.hB

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I. PROBLEMA TIPO 1

a) Problema 1 Se desea elevar un cuerpo de 1000 kg utilizando una elevadora

hidráulica de plato grande circular de 50 cm de radio y plato pequeño circular de 8 cm de radio, calcula cuánta fuerza hay que hacer en el émbolo pequeño.

Planteamiento físico En este ejercicio nos dan datos para calcular las dos superficies y para

el peso a levantar, es decir calculamos previamente S1, S2, F2  y calculamos F1 despejando.

 

d)PROBLEMAS

2

2

1

1

S

F

S

F

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Desarrollo matemático S2 = π R2 = π 0,52 = 0,785 m2              S1 = π R2 = π 0,082 = 0,0201

m2   F2  = m g = 1000 · 9,8 = 9800 N

Si multiplicamos en cruz y despejamos F1 = F2 · S1 / S2    introduciendo los datos anteriores: F1 = 251 N

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b) Problema 2 Un tubo en forma de U abierto por ambos extremos contiene un poco

de mercurio. Se vierte con cuidado un poco de agua en el brazo izquierdo del tubo hasta que la altura de la columna de agua es de 15,0 cm. a) Calcule la presión manométrica en la interfaz agua-mercurio. b) Calcule la distancia vertical h entre la superficie del mercurio en

el brazo derecho del tubo y la superficie del agua en el brazo izquierdo. Densidad del mercurio = 13 600 kg/m3.

Planteamiento físico  

a) Se usa la siguiente formula

b) Se usa la siguiente formula

aagh

HgHgaa ghpghp 00

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◦ Desarrollo matemático

◦ a)

◦ b)

kPaghaa 47,1)15.0)(81.9)(1000(

kPa 16,3

Pa250,081,91000Pa 706

aguaaguaaceiteaceite ghgh

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II. PROBLEMA TIPO 2a) Problema 3 Un corto circuito deja sin electricidad a un submarino que está 30 m

bajo la superficie del mar. Para escapar, la tripulación debe empujar hacia fuera una escotilla en el fondo que tiene un área de 0,75 m2 y pesa 300 N. Si la presión interior es de 1,0 atm, ¿qué fuerza hacia abajo se debe ejercer sobre la escotilla para abrirla? Densidad del agua de mar = 1 030 kg/m3.

Planteamiento físico  

Para calcular se necesitamos descomponer las fuerzas

wApApF agua 0

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Desarrollo matemático Se reemplaza los datos en la formula:

kN 27,2

00

0

wAghF

wApghpF

wApApF

aguaagua

aguaagua

agua

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b) Problema 4

¿Cuál es la diferencia de presiones entre el punto A y B de los depósitos que se muestran en la figura

    

Planteamiento físico Como los líquidos están en reposo se tiene:

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Desarrollo matemático 

 

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  En trabajo presentado se llega a la conclusión de que este principio

es muy importante ya que nos facilita en nuestra vida como por ejemplo en el principio de pascal, la superficie del pistón grande es el cuádruple de la del chico, entonces el módulo de la fuerza obtenida en él será el cuádruple de la fuerza ejercida en el pequeño.

  El principio de Pascal puede comprobarse utilizando una esfera

hueca, perforada en diferentes lugares y provista de un émbolo. Al llenar la esfera con agua y ejercer presión sobre ella mediante el émbolo, se observa que el agua sale por todos los agujeros con la misma velocidad y por lo tanto con la misma presión.

  También podemos ver aplicaciones del principio de Pascal en las

prensas hidráulicas, en los elevadores hidráulicos y en los frenos hidráulicos.

5. CONLUSIONES

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Para la aplicación del principio de pascal se debe tener en cuenta la fuerza que se aplica y el área en donde se va a aplicar ya que son directamente proporcional y la presión se mide en Kg/m2.

  Para comprobar el principio de Pascal se puede utilizar varios

experimentos como por ejemplos prácticos como llenar una probeta graduada con agua y aceite e introducir u objeto para ver la presión que existe entre ambas densidades.

  El principio de Pascal se aplica en nuestra vida diaria y hay que

tener este principio depende del área, la fuerza, la presión atmosférica, la densidad y el peso especifico.

   

6. RECOMENDACIONES

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Leyva Naveros Humberto. Física 2

http://www.monografias.com/trabajos32/pascal-arquimedes-bernoulli/pascal-arquimedes-bernoulli.shtml

http://www.didactika.com/fisica/estatica/1ra_condicion_equilibrio.html http://www.monografias.com/trabajos5/estat/estat.shtml http://centros5.pntic.mec.es/ies.salvador.dali1/primeroa/pascal/principipio

%20de%20pascal.htm http://html.rincondelvago.com/principio-de-pascal.html http://es.wikipedia.org/wiki/Principio_de_Pascal

7. BIBLIOGRAFÍA

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8. ANEXOS

EXPERIMENTO DEL PRINCIPIO DE PASCAL

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ESQUEMA DEL PRINCIPIO DE PASCAL

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